礦用FUP1010型超聲波流量計(jì)|廠家應(yīng)用|選型手冊
通過分析超聲波流量計(jì)基本原理及組成,提出了傳播時(shí)間法與多普勒效應(yīng)法,描述了1010型主要技術(shù)的性能,提出了使用前的準(zhǔn)備工作、物理安裝步驟及注意事項(xiàng)、測量時(shí)的運(yùn)用、流量計(jì)的精度與重復(fù)性、流量計(jì)系數(shù)的修正等。
引言
隨著生產(chǎn)和科學(xué)發(fā)展的需要,人們對于流量檢測精度的要求也越來越高,需要檢測的流體種類也越來越多,隨之流量計(jì)的品種也越來越豐富。FUP1010型多普勒超聲波流量計(jì),屬非侵入式液體流量測試儀器,主要用于測量較為渾濁的液體,如污水、泥漿、礦漿等流體介質(zhì),也可測量純凈的液體,具有非接觸、高靈敏的特點(diǎn)。它的測量準(zhǔn)確度極高,幾乎不受被測介質(zhì)各種參數(shù)的干擾,尤其可以解決其他儀表不能解決的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。
1 超聲波流量計(jì)基本原理及組成
超聲波流量計(jì)由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。它利用超聲波在液體中傳播時(shí)所載流體流速的信息來實(shí)現(xiàn)流量的測量。首先,超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量,并將其發(fā)射到被測流體中,其次,接收器接收到的超聲波信號再由電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號,***后,經(jīng)運(yùn)算處理后供給顯示和積累電路進(jìn)行顯示和計(jì)算,實(shí)現(xiàn)流量檢測和數(shù)值顯示。
1)傳播時(shí)間法。聲波在流體中傳播,順流方向聲波傳播速度就會(huì)增大,逆流就會(huì)減小,同一傳播距離的同方向有不同的傳播時(shí)間。利用傳播速度之差與被測流體速度之關(guān)系求取流速,稱之為傳播時(shí)間發(fā)法。
2)多普勒效應(yīng)法。傳感器向流體發(fā)出頻率f1的連續(xù)超聲波,經(jīng)照射域內(nèi)液體中雜質(zhì)或氣泡的散射,散射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻率f2,接收傳感器收到散射的超聲波,進(jìn)行計(jì)算得出流體流速。
超聲波流量計(jì)基于自身的測量原理,可以安裝于管壁外側(cè),具有一系列的優(yōu)點(diǎn):不需要停流截管,不與流體接觸,所以可以測量腐蝕,高危險(xiǎn)性,易泄露流體,無額外壓力損失,適用于測量大管徑且通用性好,無可動(dòng)部件,無磨損,使用壽命長,安裝費(fèi)用低,無需額外的閥門、法蘭等設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)巡檢。
2 1010型超聲波流量計(jì)主要技術(shù)性能描述
2.1 性能參數(shù)
1)電源:220 V AC電池供電。
2)溫度:-18~60℃(環(huán)境溫度);-40~120℃(流體溫度,標(biāo)準(zhǔn));-62~230℃(流體溫度,可選)。
3)機(jī)箱為IP68;精度為1%;管徑為6~9 144mm;靈敏度為0.003 m/s;線性度為0.15~0.25%。
4)輸出:提供4~20 m A電流輸出,0~10 V電壓輸出,0~5 000 Hz脈沖輸出。
5)RS232串行接口。
2.2 外觀圖形
1010鍵盤布局的外觀如圖1,鍵盤功能如下頁表1所示。
圖1 1010鍵盤布局
3 使用前的準(zhǔn)備工作
1)操作人員須仔細(xì)閱讀“使用及操作說明書”,熟練掌握流量計(jì)的性能,以及各鏈鈕開關(guān)、信號的作用和操作方法。
表1 鍵盤功能
2)檢查儀器所配電池電量(或電源電壓)是否充足可靠。儀器、探頭、線纜以及插接件是否完好清潔。
3)檢查其他輔助器件,工具是否齊配完好,耦合劑是否充足潔凈。
4)以上幾項(xiàng)均符合要求,方可進(jìn)行測量工作。
4 物理安裝步驟及注意事項(xiàng)
1)收集站點(diǎn)數(shù)據(jù)(管道和流體數(shù)據(jù),包括管道的外徑材質(zhì)壁厚以及內(nèi)襯,內(nèi)襯壁厚等)。在準(zhǔn)備就緒情況下打開流量計(jì)開關(guān):ON/OFF←→Meter(單位設(shè)置)←→Type←→Singl channai←→Ciamp on(時(shí)差式)←→Full sit setupl←→Pipe Date。
設(shè)置管路參數(shù):Pipe OD(mm)管道外徑,Pipe Material管道材質(zhì),Wall Thickness壁厚,Liner Material內(nèi)襯材質(zhì),(如果有內(nèi)襯,可通過下拉列表選擇對應(yīng)材質(zhì)),Liner thickness內(nèi)襯壁厚。
2)把相關(guān)參數(shù)輸入流量主機(jī)獲取Ltn值(兩個(gè)傳感器之間的距離)。對傳感器的型號尺寸安裝方法選擇Pick/Install Xdcr(傳感器安裝)←→Transducer Model(傳感器型號)通過列表選擇安裝的傳感器的正確型號。Transducer Size(傳感器尺寸)通過列表選擇所安裝傳感器的尺寸,Xdcr mount Mode(傳感器安裝方式)選擇傳感器的安裝方式,直接式和反射式。Ltn Value(Ltn值)需要手工測量和安裝,保證傳感器間距與此數(shù)值吻合。
3)為流量計(jì)算機(jī)和傳感器選擇安裝外置(考慮流量計(jì)及信號電纜的鋪設(shè),傳感器安裝外置的直管段長度和安裝空間)。
4)清理管道表面,用打磨機(jī)或者鋼挫,砂紙把傳感器安裝外置打磨光滑。超聲波流量計(jì)測量成功與否,傳感器的安裝是非常關(guān)鍵環(huán)節(jié),所以必須特別注意以下四點(diǎn)。
,測量位置,應(yīng)選擇管道內(nèi)始終保持滿液的位置,如水平段或液體向上流動(dòng)的主管部分,以免管內(nèi)空氣聚集影響測量。第二,選定為測量點(diǎn)的管道,表面須光滑平整,無明顯銹蝕,管道內(nèi)結(jié)垢不嚴(yán)重,***好選新裝配的管道。第三,傳感器安裝位置的選擇,有懸浮顆?；驓馀輹r(shí)應(yīng)在彎管或變徑前10倍管徑或后5倍管徑處。當(dāng)同一平面內(nèi)有兩個(gè)90°彎頭時(shí)應(yīng)裝在20倍管徑之后;對于大管徑低流速(小于0.2 m/s)而介質(zhì)又是純凈液體時(shí)應(yīng)安裝在彎管后1~5倍管徑處。第四,傳感器裝配于管道上時(shí),必須嚴(yán)格遵守使用說明書的要求,選好正確方位,并清理好管道表面。
5)把耦合劑均勻涂抹在傳感器表面,用鋼帶把傳感器固定。需要注意的是:耦合劑的涂抹,耦合劑要充滿探頭的所有區(qū)域,并保證探頭表面和管道之間有一層耦合劑。
6)量好Ltn值,把另一個(gè)固定。
7)把傳感器電纜接至主機(jī)。
5 測量時(shí)的運(yùn)用
1)傳感器安裝完畢,電纜連接好后,注意管道液體流動(dòng)良好。
2)在Install Compieted中選擇Install進(jìn)行聲速。
3)觀察信號是否正常,如信號不正常,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整探頭的相對位置,經(jīng)過調(diào)整仍不能達(dá)到測試要求,則應(yīng)當(dāng)另選探頭位置,然后再進(jìn)行測量,直到符合要求為止。
4)聲速正常后,方可開展測量工作;設(shè)置好測試項(xiàng)目和測試單位量值,按MENU鍵盤以顯示流量。
5)在測試中,應(yīng)注意流體設(shè)備的運(yùn)行情況,避免流量波動(dòng)幅度過大,或異常運(yùn)行情況。
6)測試完成后,將傳感器發(fā)射面上的耦合劑擦拭干凈,關(guān)閉電源,維護(hù)保養(yǎng)儀器,保持完好潔凈。
6 流量計(jì)的精度
雖然系統(tǒng)精度不受大多數(shù)變化的影響,但是在極低流速下,一個(gè)小的零點(diǎn)漂移變成實(shí)際流量中的高百分比時(shí),***終精度的獲得需要依靠實(shí)際站點(diǎn)的流量標(biāo)定。依據(jù)于應(yīng)用條件,流量標(biāo)定能夠提高系統(tǒng)精度到0.3%~0.5%。
7 流量計(jì)的重復(fù)性
大多數(shù)應(yīng)用對重復(fù)性的要求會(huì)更高于精度。1010系統(tǒng)由于數(shù)字設(shè)計(jì)“無可動(dòng)部件”,進(jìn)而阻止了由滯后和機(jī)械設(shè)備磨損帶來的不利影響,因而具有極其準(zhǔn)確的重復(fù)性。
當(dāng)每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)檢定n次時(shí),該流量點(diǎn)的重復(fù)性按下式計(jì)算:
式中:(Er)i為第i檢定點(diǎn)的重復(fù)性;n位第i檢定點(diǎn)檢定次數(shù);Eij為流量計(jì)第i檢定點(diǎn)第j次檢定時(shí)的相對示值誤差;Ei為流量計(jì)第i檢定點(diǎn)的相對示值誤差,%。流量計(jì)的重復(fù)性不得超過相應(yīng)準(zhǔn)確度等級規(guī)定的***大允許誤差值得1/5。
8 流量計(jì)系數(shù)的修正
流量計(jì)在檢定時(shí)可按合適的方法對流量計(jì)進(jìn)行系數(shù)修正,新流量計(jì)系數(shù)置入流量計(jì)后,應(yīng)分別選至少1個(gè)流量點(diǎn)進(jìn)行測試,以確認(rèn)修正結(jié)果,并計(jì)算流量計(jì)系數(shù)調(diào)整量
。然后將舊流量計(jì)系數(shù)F0、新流量計(jì)系數(shù)F和流量計(jì)系數(shù)調(diào)整量寫在證書中。
。然后將舊流量計(jì)系數(shù)F0、新流量計(jì)系數(shù)F和流量計(jì)系數(shù)調(diào)整量寫在證書中。9 注意事項(xiàng)
1)被測管道的溫度不得超過探頭所要求范圍。
2)當(dāng)儀器虧電時(shí)應(yīng)立即充電8 h。
3)關(guān)機(jī)后不宜立刻開機(jī),需等待5 s后再開機(jī)。
4)該儀器為常規(guī)電子儀器,如要進(jìn)入煤礦井下或易燃易爆場所環(huán)境時(shí),必須做好相關(guān)安全措施和報(bào)批手續(xù),否則不得進(jìn)行測量工作。
5)在使用本儀器蓄電池時(shí),要注意定期充電和使用時(shí)間,避免蓄電池過充過放電,影響電池使用壽命。
6)在較高處管道和危險(xiǎn)場地進(jìn)行測量工作時(shí),要注意人員安全防護(hù),防止發(fā)生意外。
7)儀器若出現(xiàn)異常情況或故障,應(yīng)指定專人及時(shí)維修,維修后報(bào)送有關(guān)計(jì)量檢定部門檢定。
SITRANS FUP1010外夾式非接觸超聲波流量計(jì)功能***多，并且
在便攜式現(xiàn)場應(yīng)用中可以使用電池供電。它即可以在寬波束回
波檢測中應(yīng)用，也可在多普勒模式應(yīng)用，適用于各種流體，包
括含有大量氣泡和懸浮顆粒的流體。
SITRANS FUP1010可用于單雙聲道或雙通道結(jié)構(gòu)中，可選擇
IP67/63 (NEMA6/3R)防水型或 IP40 (NEMA12)防護(hù)型。
特性
•電池供電便于現(xiàn)場應(yīng)用：便于移動(dòng)儀表一在測量、監(jiān)控和臨
時(shí)安裝時(shí)可節(jié)約時(shí)間
•防水模式可用于戶外并可安裝在不會(huì)被雨水淋到的地方
•防水模式的堅(jiān)固外殼使它能夠經(jīng)受住惡劣的環(huán)境，不會(huì)像其
他儀表那樣受到損壞
•功能多一在工作條件改變時(shí)，不需要更換儀表
•易于安裝；不需切割管道或停止流量
•維護(hù)費(fèi)用低；外部傳感器不需要定期清潔
•無可動(dòng)部件，免受磨損或淤塞
•無壓降或能量損耗
•量程比寬
•可選擇單或雙聲道模式，降低了整體成本
•調(diào)零通道自動(dòng)設(shè)置零點(diǎn)，無需中斷流量，即便在小流量時(shí)也
可降低零點(diǎn)漂移
應(yīng)用
FUP1010可用于各種流體應(yīng)用中，包括:
•水工業(yè)
-污水
-飲用水
-淤泥
-化學(xué)藥品
•污水工業(yè)
-廢水
-污水
-混合溶液
-化學(xué)藥品
• HVAC工業(yè)
-冷卻器
-冷凝器
-冷熱水系統(tǒng)
-熱能計(jì)費(fèi)和成本
•能量工業(yè)
-核能
-化石
-水力發(fā)電
•加工工業(yè)
-過程控制
-批處理
—速度顯示
-體積和質(zhì)量測量